Absorbente solar selectivo tipo tandem basado en nanotubos de carbón de monocapa sobre sustratos de silicio recubiertos con platino

COMEDI, DAVID; TOQUER, GUILLAUME; ALASTUEY, PATRICIO; TIRADO, MONICA

TUCUMAN

Encuentro; 2do. Encuentro Científico de Investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología de la Universidad Nacional de Tucumán: ECIFACET 2019; 2019

Facultad de Ciencias Exactas y Tecnologia, Universidad nacional de Tucumán

En Argentina, los fabricantes de equipos solares térmicos (EST) utilizan pinturas de tipo negro mate para pintar las cubiertas de sus equipos transmitiendo sólo un 25% aproximadamente de la energía que reciben, mientras que aquellos que usan pinturas selectivas comerciales logran transmitir hasta un promedio del 80% [1]. Para minimizar las pérdidas ópticas, los absorbentes solares selectivos tienen que tener una alta absorbancia en el rango de la emisión solar (0.5-2 µm) acompañada de una baja emisividad en el rango de infrarrojo (IR) medio y lejano (2-20µm) [2-4]. La producción de agua caliente utilizando celdas solares fototérmicas eficientes ha recibido un especial interés en los últimos años debido al calentamiento global y al impacto negativo de los combustibles fósiles en el medio ambiente. Los recubrimientos basados en nanotubos de carbono han probado ser uno de los absorbentes solares selectivos más eficientes. En este trabajo se reporta el uso de SWCNT (single-walled carbon nanotubes) como recubrimiento absorbente debido a sus óptimas propiedades intrínsecas, obteniéndose celdas solares fototérmicas tipo tandem para trabajar a bajas temperaturas (100 °C), reportando eficiencias de hasta 0.92.Mediante la técnica de deposición electroforética (EPD) DC anódica en medio acuoso se depositaron nanotubos de carbono de una sola capa (SWCNT) sobre sustratos de Si recubiertos con Pt (100 nm), seleccionados debido a su alta reflectividad en el IR. La suspensión estable de nanotubos se llevó a cabo sonicando los nanotubos de carbono en una solución acuosa de Pirocatecol Violeta (PV). Para aumentar la adherencia y deshacerse del PV, el cual actúa como agente de carga negativa permitiendo la realización de EPD anódica, se realizaron tratamientos térmicos posteriores a la deposición, a distintas temperaturas. Las celdas resultantes fueron caracterizadas mediante espectroscopia UV-Vis-NIR, espectroscopia de transformada de Fourier, y mediciones SEM y TEM.Referencias: [1] http://www.inti.gob.ar/e-renova/erSO/er32.php[2] Shehayeb et al., Surface and coating technology 322 (2017) 38-45.[3] F. Cao et al., Energ. Environ. Sci. 7 (2014) 1615-1627.[4] W.F. Bogaerts, C.M. Lampert, J. Mater. Sci. 18 (1983) 2847-2875.